DE19745616A1

DE19745616A1 - Cooling system for helical vacuum pump

Info

Publication number: DE19745616A1
Application number: DE19745616A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Dr Bahnen; Thomas Dr Dreifert
Original assignee: Leybold Vakuum GmbH
Current assignee: Leybold GmbH
Priority date: 1997-10-10
Filing date: 1997-10-10
Publication date: 1999-04-15
Also published as: KR100517788B1; KR20010030993A; DE59805126D1; US6544020B1; WO1999019630A1; JP2001520352A; TW430722B; EP1021653B1; EP1021653A1; JP4225686B2

Abstract

The cooled helical pump comprises a pump rotor (5) at one end of the shaft (6) carried in two bearings (7,8) in a finned housing (4). A pump (36) circulates cooling fluid through the space (31) from which the near bearing (7) is separated.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine gekühlte Schrauben vakuumpumpe mit zwei rotierenden Systemen, die jeweils aus einem Schraubenrotor und einer Welle bestehen, mit einer fliegenden Rotor-Lagerung, die auf jeder Welle zwei voneinander beabstandete Lager aufweist, und mit einem lagerseitig offenen Hohlraum in jedem Rotor, in welchem sich jeweils eine Rotorinnenkühlung befindet.The invention relates to a cooled screw vacuum pump with two rotating systems, each consist of a screw rotor and a shaft with a flying rotor bearing on every shaft has two spaced apart bearings, and with a cavity open on the bearing side in each rotor, in which is each a rotor internal cooling.

Bei einer bereits vorgeschlagenen Schraubenvakuumpumpe dieser Art befindet sich das rotorseitige Lager der fliegenden Lagerung innerhalb des zentralen, zur Lager seite hin offenen Hohlraumes im Rotor. Die Kühlung er folgt mit Hilfe von Schmieröl, das innerhalb eines zen tralen Kanals in der Welle zunächst zum rotorseitigen Lager geführt wird. In an sich bekannter Weise ist die geförderte Ölmenge größer als es zur Schmierung der La ger notwendig ist, um möglichst viel Wärme abführen zu können.With a screw vacuum pump already proposed this type is the rotor-side bearing of the flying storage within the central, to the warehouse side open cavity in the rotor. The cooling he follows with the help of lubricating oil that within a zen tral channel in the shaft to the rotor side Camp is run. In a manner known per se The amount of oil extracted is greater than that required to lubricate the La is necessary to dissipate as much heat as possible can.

Die Ölmenge, die bei der Schraubenvakuumpumpe nach dem Stand der Technik durch den Hohlraum hindurchgeführt werden kann, ist begrenzt, da in diesem Hohlraum nicht nur das Lager sondern auch noch der Lagerträger unterge bracht werden muß. Es besteht deshalb die Gefahr einer ungenügenden Kühlung des druckseitigen Bereichs der Schraubenvakuumpumpe, da gerade in diesem Bereich die Wärmeentwicklung auf Grund der geleisteten Kompressions arbeit am größten ist. Wegen des vorhandenen Hohlraumes im Rotor ist außerdem die Wandstärke des Rotors im Be reich des Lager-Hohlraumes begrenzt. Dadurch gelingt es nur bei sehr hohen Temperaturgradienten, die gerade im druckseitigen Bereich der Schraubengänge entstehende Wärme über den saugseitigen Bereich des Rotors, die Welle und das Kühlöl abzuführen. Eine hohe Temperatur bzw. eine ungenügende Kühlung des druckseitigen Bereichs einer Schraubenvakuumpumpe hat zur Folge, daß es zu un gleichmäßigen Ausdehnungen der Rotoren und damit zu lo kalen Spielaufzehrungen zwischen den Rotoren und zwi schen jedem der Rotoren und dem Gehäuse kommt. Ein An laufen der Rotoren kann zwar durch relativ große Spiele vermieden werden. Relativ große Spiele haben jedoch eine Verschlechterung der Pumpeigenschaften zur Folge. Wei terhin besteht bei der vorbekannten Schraubenvakuumpumpe die Gefahr einer Überhitzung des im Hohlraum befindli chen Lagers, zumal es nur mit relativ warmem Öl ge schmiert werden kann. Schließlich kann die vorbekannte Schraubenvakuumpumpe nur mit vertikal angeordneten Wel len betrieben werden.The amount of oil that the screw vacuum pump produces after State of the art passed through the cavity can be limited because in this cavity is not only the bearing but also the bearing bracket must be brought. There is therefore a risk of insufficient cooling of the pressure side area of the Screw vacuum pump, especially in this area Development of heat due to the compression performed work is greatest. Because of the existing cavity in the rotor is also the wall thickness of the rotor in the loading limited range of the bearing cavity. This is how it works only with very high temperature gradients, especially in the area of the screw threads on the pressure side Heat over the suction side area of the rotor Drain the shaft and the cooling oil. A high temperature or insufficient cooling of the pressure side area a screw vacuum pump has the consequence that it is too un uniform dimensions of the rotors and thus lo kale game consumption between the rotors and zwi each of the rotors and the housing comes. An on the rotors can run through relatively large games be avoided. Relatively large games, however, have one As a result, the pump properties deteriorate. Wei terhin exists in the known screw vacuum pump the risk of overheating of the cavity Chen bearing, especially since it is only with relatively warm oil can be lubricated. Finally, the previously known Screw vacuum pump only with vertically arranged wel len operated.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schraubenvakuumpumpe der eingangs erwähnten Art mit einer verbesserten Kühlung auszurüsten.The present invention is based on the object a screw vacuum pump of the type mentioned equipped for improved cooling.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß sich das rotorseitige Lager der Lagerung außerhalb des Hohlraumes im Rotor befindet. Die Erfindung ermöglicht es, den Rotor von innen her ohne Behinderung durch Lager und Lagerträger wirksam zu kühlen, so daß die uner wünschten Spielaufzehrungen gerade in diesem kritischen Bereich nicht mehr auftreten.According to the invention this object is achieved in that the bearing on the rotor side of the bearing outside the Cavity is located in the rotor. The invention enables it, the rotor from the inside without obstruction by bearings and cool the bearing bracket effectively, so that the un wished game editions just in this critical Area no longer occur.

Zweckmäßig besteht jeder Rotor aus zwei Abschnitten mit unterschiedlichen Gewindeprofilen, wobei die Tiefe des Gewindes des druckseitigen Abschnittes kleiner ist als die Tiefe des Gewindes des saugseitigen Abschnittes. Eine geringere Gewindetiefe im druckseitigen Abschnitt schafft mehr Platz für die Unterbringung des Hohlraumes mit der Innenkühlung.Each rotor expediently consists of two sections different thread profiles, the depth of the Thread of the pressure side section is smaller than the depth of the thread of the suction-side section. A smaller thread depth in the pressure side section creates more space for housing the cavity with the internal cooling.

Sind darüberhinaus Rotor und Gehäuse derart gestuft, daß der druckseitige Rotorabschnitt einen kleineren Durchmesser hat als der saugseitige Rotorabschnitt, so schafft diese Maßnahme mehr Platz im Gehäuse für die Un terbringung einer Mantelkühlung.If the rotor and housing are also stepped in such a way that the pressure side rotor section has a smaller one Has diameter than the suction side rotor section, so this measure creates more space in the housing for the Un provision of jacket cooling.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist es zweck mäßig, zusätzlich in der Wandung des Gehäuses der Pumpe, und zwar zumindest in Höhe des Rotors, von einem Kühl mittel durchströmte Kanäle vorzusehen. Ein Kühlmantel dieser Art erlaubt es, insbesondere zusammen mit der er findungsgemäßen Innenkühlung des Rotors, die gesamte Pumpe gleichmäßig zu temperieren. Sie kann dadurch bei unterschiedlichen Belastungen unterschiedliche Tempera turen annehmen, ohne daß es zu Spaltreduzierungen kommt. Zweckmäßig ist es, auch die Lager, die Lagerträ ger und den Antriebsmotor in eine solche Temperierung einzubeziehen, um Probleme durch unterschiedliche Tempe raturdehnungen zu vermeiden. Eine Mantelkühlung der vor geschlagenen Art hat schließlich noch den Vorteil, daß sie die Wirkung einer guten Schalldämmung hat.According to a further feature of the invention, it is useful moderate, additionally in the wall of the pump housing, at least at the level of the rotor, from a cooling system to provide channels with medium flow. A cooling jacket this type allows, especially together with that internal cooling of the rotor according to the invention, the entire Temper the pump evenly. You can thereby different loads different tempera doors without reducing gaps is coming. It is expedient, also the camp, the camp door ger and the drive motor in such a temperature control to include problems due to different tempe avoid stretching. A jacket cooling the front finally has the advantage that it has the effect of good sound insulation.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sollen an Hand von in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausfüh rungsbeispielen erläutert werden. Es zeigenFurther advantages and details of the invention will be explained with reference to exemplary embodiments shown in FIGS . 1 and 2. Show it

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Schraubenvakuum pumpe mit einer Kühlung nach der Erfindung und Fig. 1 shows a section through a screw vacuum pump with cooling according to the invention and

Fig. 2 einen Teilschnitt nach Fig. 1 mit einer weiteren Ausführung für eineerfindungsgemäße Kühlung. Fig. 2 shows a partial section according to Fig. 1 with a further embodiment for a cooling according to the invention.

Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch ein Ausführungsbei spiel für eine Schraubenvakuumpumpe 1 nach der Erfin dung, und zwar in Höhe desjenigen der beiden rotierenden Systeme, das mit dem Antriebsmotor 2 ausgerüstet ist. Die Synchronisation der beiden rotierenden Systeme er folgt mit Hilfe von Zahnrädern 3. Fig. 1 shows a section through a game Ausführungsbei for a screw vacuum pump 1 according to the inven tion, in the amount of that of the two rotating systems, which is equipped with the drive motor 2 . The synchronization of the two rotating systems is carried out with the aid of gear wheels 3 .

Die rotierenden Systeme, die im Gehäuse 4 untergebracht sind, umfassen jeweils den Rotor 5 und die Welle 6. Je der Rotor 5 ist fliegend, das heißt, einseitig gela gert. Die Welle 6 stützt sich über die Lager 7 und 8 so wie die Lagerträger 11 und 12 im Gehäuse 4 ab. Stirnsei tig sind Gehäusedeckel 13, 14 vorgesehen, von denen der rotorseitige Deckel 13 mit einem Einlaßstutzen 15 aus gerüstet ist. Bestandteil des getriebeseitigen Deckels 14 ist der Lagerträger 12.The rotating systems, which are accommodated in the housing 4 , each comprise the rotor 5 and the shaft 6 . Each rotor 5 is flying, that is, it is mounted on one side. The shaft 6 is supported on the bearings 7 and 8 as the bearing bracket 11 and 12 in the housing 4 . Stirnsei term housing covers 13 , 14 are provided, of which the rotor-side cover 13 is equipped with an inlet connector 15 from. The bearing bracket 12 is part of the gearbox-side cover 14 .

Der Rotor 5 besteht aus zwei formschlüssig miteinander verbundenen Rotorabschnitten 17, 18 mit unterschiedli chen Profilen 19, 20. Der saugseitige Rotorabschnitt 17 weist ein großvolumiges Profil 19 zur Erzielung hoher Volumenströme im wendelförmigen Schöpfraum auf. Der druckseitige Abschnitt 18 des Rotors 5 hat sowohl ein reduziertes Profilvolumen als auch einen geringeren Durchmesser. Dadurch nimmt der Querschnitt der wendel förmigen Schöpfräume ab. Eine innere Kompression wird erreicht, die Verdichtungsarbeit reduziert.The rotor 5 consists of two positively interconnected rotor sections 17 , 18 with differing profiles 19 , 20th The rotor section 17 on the suction side has a large-volume profile 19 for achieving high volume flows in the helical scoop space. The pressure-side section 18 of the rotor 5 has both a reduced profile volume and a smaller diameter. As a result, the cross section of the helical scoops decreases. An internal compression is achieved, the work of compression is reduced.

Die Innenwandung des Gehäuses 4 ist der Rotorabstufung angepaßt (Abstufung 21). Durch eine strichpunktierte Linie 22 ist angedeutet, daß das Gehäuse in Höhe der Abstufung 21 teilbar ausgebildet sein kann. Dadurch ist es möglich, den saugseitigen Rotorabschnitt 17 und den saugseitigen Teil 4' des Gehäuses 4 durch Rotorab schnitte mit anderen Profilen, Längen und/oder Durchmes sern sowie daran angepaßte Gehäuseabschnitte 4' zu er setzen, um die Pumpe an unterschiedliche Applikationen anpassen zu können.The inner wall of the housing 4 is adapted to the rotor gradation (gradation 21 ). A dash-dotted line 22 indicates that the housing can be made divisible at the level of the gradation 21 . This makes it possible to cut the suction-side rotor section 17 and the suction-side part 4 'of the housing 4 by rotor sections with other profiles, lengths and / or diameters and matched housing sections 4 ' in order to be able to adapt the pump to different applications .

Der sich an das druckseitige Ende der Gewindegänge an schließende Auslaß der Pumpe 1 ist mit 24 bezeichnet. Er ist seitlich herausgeführt. In den Auslaß mündet außerdem eine Gehäusebohrung 25, die den Schöpfraum in der Höhe, in der sein Querschnitt - sei es durch Stufung und/oder durch Wechsel des Gewindeprofils - abnimmt, mit dem Auslaß verbindet. In der Gehäusebohrung 25 befindet sich ein Rückschlagventil 26, das bei Überdrücken im Schöpfraum öffnet und den saugseitigen Gewindegang des Rotorabschnittes 17 mit dem Auslaß 24 kurzschließt. Zur Abdichtung der wendelförmigen Schöpfräume von der Lage rung sind Wellendichtungen 27 vorgesehen, die sich zwi schen dem Lager 7 und dem Rotorabschnitt 18 befinden.The closing of the outlet of the pump 1 at the pressure-side end of the threads is designated by 24 . It is led out to the side. In addition, the outlet opens a housing bore 25, which the suction space in the height at which its cross-section - be it by gradation and / or by changing the thread profile - decreases, connects to the outlet. In the housing bore 25 there is a check valve 26 , which opens when there is overpressure in the suction chamber and short-circuits the suction-side thread of the rotor section 17 with the outlet 24 . For sealing the helical scoops from the position tion shaft seals 27 are provided, which are between the bearing's 7 and the rotor section 18 .

Das Kühlsystem der dargestellten Ausführungsform umfaßt eine Rotorinnenkühlung und eine Gehäusemantelkühlung.The cooling system of the illustrated embodiment includes an internal rotor cooling and a casing jacket cooling.

Zur Verwirklichung der Rotorinnenkühlung ist der Rotor 5 mit einem zu seiner Lagerseite hin offenen Hohlraum 31 ausgerüstet, der sich nahezu durch den gesamten Rotor 5 erstrecken kann. Bei einem aus zwei Abschnitten 17 und 18 bestehenden Rotor 5 ist zweckmäßig der druckseitige Abschnitt 18 hohl ausgebildet. Der saugseitige Abschnitt 17 verschließt das saugseitige Ende des Hohlraumes 31. Die Welle 6, die zweckmäßig mit dem Rotor 5 bzw. mit dem druckseitigen Abschnitt 18 des Rotors 5 einstückig aus gebildet ist, ist ebenfalls hohl (Hohlraum 32). In den Hohlräumen 31, 32 befindet sich ein zentrales Kühlrohr 33, das lagerseitig aus der Welle 6 herausgeführt ist und rotorseitig kurz vor dem saugseitigen Ende des Hohl raumes 31 mündet. Das Kühlrohr 33 und der vom Kühlrohr 33 und der Hohlwelle 6 gebildete Ringraum stehen für die Zu- bzw. Abführung eines Kühlmittels zur Verfügung. In order to achieve the internal cooling of the rotor, the rotor 5 is equipped with a cavity 31 which is open towards its bearing side and which can extend almost through the entire rotor 5 . In the case of a rotor 5 consisting of two sections 17 and 18 , the pressure-side section 18 is expediently hollow. The suction-side section 17 closes the suction-side end of the cavity 31 . The shaft 6 , which is expediently formed in one piece with the rotor 5 or with the pressure-side section 18 of the rotor 5 , is also hollow (cavity 32 ). In the cavities 31 , 32 there is a central cooling tube 33 which is guided out of the shaft 6 on the bearing side and opens out on the rotor side just before the suction end of the cavity 31 . The cooling tube 33 and the annular space formed by the cooling tube 33 and the hollow shaft 6 are available for the supply or discharge of a coolant.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel steht die lager seitige Öffnung 34 des Kühlrohres 3 über die Leitung 35 mit dem Auslaß einer Kühlmittelpumpe 36 in Verbindung. Außerdem befindet sich im Bereich des Gehäusedeckels 14 ein Kühlmittelsumpf 37, der über das Leitungssystem 38 mit dem Einlaß der Kühlmittelpumpe 36 verbunden ist. Der Sumpf 37 und das Leitungssystem 38 sind derart aus gebildet, daß die dargestellte Pumpe 1 in jeder Lage zwischen vertikal und horizontal betrieben werden kann. Kühlmittelstände, die sich bei horizontaler und bei ver tikaler Lage der Pumpe 1 einstellen, sind dargestellt. Je nach dem, ob sich die Kühlmittelpumpe 36 außerhalb (wie dargestellt) oder innerhalb (z. B. auf der zweiten, nicht sichtbaren Welle der Pumpe 1 in Höhe des Antriebs motors 2) des Gehäuses 4 befindet, liegt die Öffnung 34 des Kühlrohres 33 außerhalb oder innerhalb des Gehäuses 4.In the illustrated embodiment, the bearing-side opening 34 of the cooling tube 3 is connected via line 35 to the outlet of a coolant pump 36 . In addition, in the area of the housing cover 14 there is a coolant sump 37 which is connected via the line system 38 to the inlet of the coolant pump 36 . The sump 37 and the line system 38 are formed in such a way that the pump 1 shown can be operated in any position between vertical and horizontal. Coolant levels that occur when the pump 1 is in a horizontal and vertical position are shown. Depending on whether the coolant pump 36 is outside (as shown) or inside (e.g. on the second, not visible shaft of the pump 1 at the level of the drive motor 2 ) of the housing 4 , the opening 34 of the cooling tube 33 outside or inside the housing 4 .

Zum Betrieb der Innenkühlung des Rotors 5 wird Kühlmit tel von der Kühlmittelpumpe 36 aus dem Kühlmittelsumpf 37 über das Kühlrohr 33 in den Hohlraum 31 im Rotor 5 gefördert. Von dort aus strömt es über den Ringraum zwi schen Kühlrohr 33 und Welle 6 zurück in den Sumpf 37. Der Hohlraum 31 befindet sich in Höhe des druckseitigen Bereichs der Gewindegänge der Pumpe 1, so daß gerade dieser Bereich wirksam gekühlt wird. Das außerhalb des Kühlrohres 33 zurückströmende Kühlmittel temperiert u. a. die Hohlwelle 6, die Lager 7 und 8, den Antriebsmotor 2 (ankerseitig) und die Zahnräder 3, so daß Wärmedeh nungsprobleme reduziert sind.To operate the internal cooling of the rotor 5 , Kühlmit tel is promoted by the coolant pump 36 from the coolant sump 37 via the cooling tube 33 into the cavity 31 in the rotor 5 . From there it flows over the annular space between the cooling tube 33 and shaft 6 back into the sump 37 . The cavity 31 is located at the level of the pressure-side area of the threads of the pump 1 , so that this area is effectively cooled. The coolant flowing back outside the cooling tube 33 tempered, inter alia, the hollow shaft 6 , the bearings 7 and 8 , the drive motor 2 (on the armature side) and the gearwheels 3 , so that heat expansion problems are reduced.

Zweckmäßig verringert sich der Querschnitt des Ringrau mes zwischen Kühlrohr 33 und Welle 6 im Bereich seines druckseitigen Endes z. B. dadurch, daß das Kühlrohr 33 in diesem Bereich einen größeren Außendurchmesser hat. Dadurch entsteht ein verengter Durchlaß 39. Diese Eng stelle sichert eine vollständige Füllung der das Kühl mittel führenden Räume.Advantageously, the cross section of the Ringrau meter between the cooling tube 33 and shaft 6 in the region of its pressure-side end z. B. in that the cooling tube 33 has a larger outer diameter in this area. This creates a narrowed passage 39 . This constriction ensures that the coolant-containing rooms are completely filled.

Es kann zweckmäßig sein, als Werkstoff für das Kühlrohr 3 ein schlecht wärmeleitendes Material (z. B. Kunst stoff/Edelstahl o. dgl.) auszuwählen. Dadurch werden eine wirksamere Kühlung des Rotors 5 und eine gleich mäßige Temperierung der wellennahen Bauteile der Pumpe 1 erreicht.It may be appropriate to select a poorly heat-conducting material (e.g. plastic / stainless steel or the like) as the material for the cooling tube 3 . As a result, a more effective cooling of the rotor 5 and a uniform temperature control of the near-shaft components of the pump 1 are achieved.

Die dargestellte Gehäusemantelkühlung umfaßt Hohlräume bzw. Kanäle im Gehäuse 4. Im Bereich des Rotors 5 vorge sehene Kühlkanäle sind mit 41, im Bereich des Motors 2 befindliche Kühlkanäle mit 42 bezeichnet.The housing jacket cooling shown comprises cavities or channels in the housing 4 . In the area of the rotor 5 provided cooling channels are designated 41 , in the area of the engine 2 cooling channels 42 .

Die im Bereich des Rotors 5 befindlichen Kühlkanäle 41 haben zum einen die Aufgabe, die insbesondere im druck seitigen Bereich des Rotors 5 entstehende Wärme abzufüh ren. Zum anderen sollen sie das Gehäuse 4 in Höhe des gesamten Rotors möglichst gleichmäßig temperieren. Schließlich sollen sie die aufgenommene Wärme nach außen abgeben. Die vom Kühlmittel durchströmten Hohlräume 41 erstrecken sich deshalb über die volle Länge des Rotors 5. Der Gehäusedeckel 13 dient als saugseitiger Abschluß der Hohlräume 41. Auch auslaßseitig ist das Gehäuse 4 wirksam gekühlt.The cooling channels 41 located in the area of the rotor 5 have the task, on the one hand, of removing heat, in particular in the pressure-side area of the rotor 5. On the other hand, they should temperature the housing 4 at the level of the entire rotor as evenly as possible. After all, they are supposed to release the absorbed heat to the outside. The cavities 41 through which the coolant flows therefore extend over the full length of the rotor 5 . The housing cover 13 serves as a suction-side closure of the cavities 41 . The housing 4 is also effectively cooled on the outlet side.

Die in Höhe des Antriebsmotors 2 befindlichen Kühlkanäle 42 haben ebenfalls die geschilderten Aufgaben. Sie be wirken eine Temperierung des Antriebsmotors (wicklungsseitig) sowie des Lagerträgers 7. Schließlich vergrößern sie im erheblichen Maße die Wärmeabgabe über äußere Oberflächen der Pumpe 1. Zweckmäßig ist diese zu mindest in Höhe der Kühlkanäle 41 und 42 mit Rippen 44 ausgerüstet. The cooling channels 42 located at the level of the drive motor 2 also have the tasks described. They effect temperature control of the drive motor (on the winding side) and of the bearing bracket 7 . Finally, they significantly increase the heat dissipation via the outer surfaces of the pump 1 . This is expediently equipped with ribs 44 at least at the level of the cooling channels 41 and 42 .

Die Versorgung der Kühlkanäle 41, 42 mit Kühlmittel er folgt ebenfalls mit Hilfe der Kühlmittelpumpe 36, und zwar über die Leitungen 45 und 46, wenn sie parallel durchströmt sein sollen. Je nach den thermischen Anfor derungen besteht auch die Möglichkeit, sie nacheinander mit Kühlmittel zu versorgen. Eine der Leitungen 45 oder 46 könnte dann entfallen. Über im einzelnen nicht darge stellte Bohrungen gelangt das Kühlmittel aus den Hohl räumen 41, 42 in den Sumpf 37 zurück.The supply of the cooling channels 41 , 42 with coolant, it also follows with the help of the coolant pump 36 , specifically via the lines 45 and 46 if they are to be flowed through in parallel. Depending on the thermal requirements, there is also the option of supplying them with coolant one after the other. One of the lines 45 or 46 could then be omitted. About holes not shown in detail Darge the coolant from the cavities 41 , 42 in the sump 37 back.

Bei vertikaler Anordnung der Welle 6 übernimmt das im Sumpf befindliche Kühlmittel die Temperierung des in den Sumpf 37 hineinragenden Lagerträgers 12. Bei horizonta ler Anordnung ist es zweckmäßig, das zurückströmende Kühlmittel über die Innenseite des Deckels 14 strömen zu lassen, um sowohl den Lagersitz 12 zu temperieren als auch die Wärmeabgabe nach außen zu verbessern.In the case of a vertical arrangement of the shaft 6 , the coolant located in the sump takes over the temperature control of the bearing support 12 projecting into the sump 37 . In a horizontal arrangement, it is expedient to let the back-flowing coolant flow over the inside of the cover 14 in order to both temper the bearing seat 12 and improve the heat emission to the outside.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 sind - wie bereits erwähnt - das Gehäuse 4 und der Rotor 5 in Höhe der Linie 22 teilbar ausgebildet. Dadurch besteht die Möglichkeit, die saugseitigen Abschnitte von Rotor 5 (Abschnitt 17) und Gehäuse 4 (Abschnitt 4') durch andere Bauteile zu ersetzen. Die Pumpe 1 kann an verschiedene Applikationen angepaßt werden, indem Rotorabschnitte 17 mit unterschiedlichen Profilen 19, unterschiedlicher Länge, unterschiedlicher Steigung und/oder unterschied lichem Durchmesser, jeweils zusammen mit einem ange paßten Gehäuseabschnitt, montiert werden. Es können verschieden große Profile auf der Saugseite zur Errei chung hoher Saugvermögen, verschieden lange Profile auf der Saugseite zur Erreichung niedriger Enddrücke und/oder verschiedene Volumenabstufungen zur Erreichung z. B. bei geringerer Abstufung eine höhere Fluidverträg lichkeit oder bei höherer Stufung ein hohes Saugvermögen bei relativ kleiner Leistungsaufnahme ausgewählt werden. Schließlich besteht die Möglichkeit, in Höhe einer Redu zierung des Durchmessers des Rotors 5 eine Umfangsnut vorzusehen, um bei bestimmten Applikationen in diesem Bereich eine Druckentlastung zu erzielen.In the illustrated embodiment according to FIG. 1, as already mentioned, the housing 4 and the rotor 5 are designed to be divisible at the level of the line 22 . This makes it possible to replace the suction-side sections of rotor 5 (section 17 ) and housing 4 (section 4 ') with other components. The pump 1 can be adapted to different applications by mounting rotor sections 17 with different profiles 19 , different lengths, different pitches and / or different diameters, in each case together with a fitted housing section. There can be different sized profiles on the suction side to achieve high pumping speeds, different length profiles on the suction side to achieve low ultimate pressures and / or different volume gradations to achieve z. B. with a lower gradation a higher fluid compatibility or with a higher gradation a high pumping speed with a relatively low power consumption can be selected. Finally, there is the possibility of providing a circumferential groove in the amount of a reduction in the diameter of the rotor 5 in order to achieve pressure relief in certain applications in this area.

Das die Schraubenvakuumpumpe 1 durchströmende Kühlmittel kann Wasser, Öl (Mineralöl, PTFE-Öl oder dergleichen) oder eine andere Flüssigkeit sein. Zweckmäßig ist die Verwendung von Öl, um damit auch die Lager 7, 8 und die Zahnräder 3 schmieren zu können. Eine separate Führung von Kühlmittel und Schmiermittel sowie entsprechende Ab dichtungen können dadurch entfallen. Es muß lediglich für eine dosierte Zuführung von Öl zu den Lagern 7, 8 gesorgt werden.The coolant flowing through the screw vacuum pump 1 can be water, oil (mineral oil, PTFE oil or the like) or another liquid. It is expedient to use oil so that the bearings 7 , 8 and the gears 3 can also be lubricated. A separate management of coolant and lubricant and appropriate seals can be omitted. It is only necessary to ensure a metered supply of oil to the bearings 7 , 8 .

Die beschriebenen Lösungen erlauben eine vorteilhafte Werkstoffauswahl. Beispielsweise können die Rotoren 5 und das Gehäuse 4 aus relativ preiswerten Aluminiumwerk stoffen bestehen. Die vorgeschlagene Kühlung und vor al lem gleichmäßige Temperierung der Pumpe 1 bewirken, daß es selbst bei unterschiedlichen Betriebstemperaturen und relativ kleinen Spalten nicht zu lokalen Spielaufzehrun gen kommt, die ein Anlaufen Rotor an Rotor und/oder Ro tor an Gehäuse zur Folge haben. Eine weitere Reduzierung der Spalte ist möglich, wenn für die inneren, thermisch höher belasteten Bauteile (Rotoren, Lager, Lagerträger, Zahnräder) der Pumpe 1 Werkstoffe eingesetzt werden, die einen kleineren Wärmeausdehnungskoeffizienten haben als der Werkstoff für das weniger thermisch belastete Ge häuse 4. Eine Vergleichsmäßigung der Dehnung aller Bau teile der Pumpe 1 wird dadurch erreicht. Ein Beispiel für eine solche Werkstoffauswahl ist Stahl (z. B. CrNi- Stahl) für die inneren Bauteile und Aluminium für das Gehäuse. Als Werkstoffe für die inneren Bauteile können auch Bronze, Messing oder Neusilber dienen.The solutions described allow an advantageous choice of materials. For example, the rotors 5 and the housing 4 can consist of relatively inexpensive aluminum materials. The proposed cooling and, above all, uniform tempering of the pump 1 have the effect that, even at different operating temperatures and relatively small gaps, there are no local game conditions which result in a rotor starting up on the rotor and / or on the housing. A further reduction in the gap is possible if materials are used for the internal, thermally more highly stressed components (rotors, bearings, bearing brackets, gears) of the pump 1 that have a lower coefficient of thermal expansion than the material for the less thermally stressed housing 4 . A comparison of the expansion of all construction parts of the pump 1 is achieved. An example of such a selection of materials is steel (e.g. CrNi steel) for the inner components and aluminum for the housing. Bronze, brass or nickel silver can also be used as materials for the internal components.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 umfaßt die Innen kühlung des Rotors 5 eine Kühlbuchse 51, die sich lager seitig auf dem Gehäuse 4 abstützt und in den Hohlraum 31 hineinragt. Die Kühlbuchse 51 umgibt die Welle 6, die nicht mehr hohl ausgebildet ist, den Hohlraum (31) durchsetzt und im Bereich ihres saugseitigen Endes den Rotor 5 trägt. Zur Versorgung der Kühlbuchse 51 mit Kühlmittel sind ein oder mehrere Kühlkanäle 52 vorgese hen, die in im einzelnen nicht dargestellter Weise von der Kühlmittelpumpe 36 versorgt werden.In the embodiment according to FIG. 2, the internal cooling of the rotor 5 comprises a cooling bush 51 , which is supported on the bearing side on the housing 4 and protrudes into the cavity 31 . The cooling bush 51 surrounds the shaft 6 , which is no longer hollow, passes through the cavity ( 31 ) and carries the rotor 5 in the region of its suction end. To supply the cooling bushing 51 with coolant, one or more cooling channels 52 are provided, which are supplied by the coolant pump 36 in a manner not shown in detail.

Um zu erreichen, daß die Kühlbuchse 51 möglichst viel Wärme vom Rotor 5 aufnimmt, ist der Spalt 53 zwischen Kühlbuchse 51 und Rotor 5 möglichst klein gewählt. In diesem Bereich ist die Buchse 51 mit einem Gewinde 54 versehen, das eine in Richtung Schöpfraum gerichtete Pumpwirkung hat. Dort vorhandene Schmutzteilchen werden dadurch zurückgehalten.In order to ensure that the cooling bush 51 absorbs as much heat as possible from the rotor 5 , the gap 53 between the cooling bush 51 and the rotor 5 is chosen to be as small as possible. In this area, the bushing 51 is provided with a thread 54 , which has a pumping action directed in the direction of the pumping chamber. Dirt particles present there are retained.

Auch der Spalt 55 zwischen Buchse 51 und Welle 6 ist re lativ klein, um mit Hilfe des Gewindes 56 auf der Innen seite der Buchse 51 eine Pumpwirkung zu erzeugen. Sie wirkt in Richtung Dichtung 27/Lager 7 und hält Ölpar tikel vom Schöpfraum fern.The gap 55 between the bushing 51 and the shaft 6 is relatively small, in order to generate a pumping action with the aid of the thread 56 on the inside of the bushing 51 . It acts in the direction of seal 27 / bearing 7 and keeps oil particles away from the pumping chamber.

Claims

1.Cooled screw vacuum pump ( 1 ) with two rotating systems ( 5 , 6 ), each consisting of a screw rotor ( 5 ) and a shaft ( 6 ), with a flying rotor bearing that has two spaced bearings on each shaft ( 7 , 8 ), and with a bearing-side open cavity ( 31 ) in each rotor ( 5 ), in each of which there is internal rotor cooling, characterized in that the rotor-side bearing ( 7 ) of the bearing outside the cavity ( 31 ) is located in the rotor ( 5 ).

2. Pump according to claim 1, characterized in that each rotor ( 5 ) consists of two sections ( 17 , 18 ) with different thread profiles ( 19 , 20 ) and that the depth of the thread ( 20 ) of the pressure side section ( 18 ) is smaller is the depth of the thread ( 19 ) of the suction-side section ( 17 ).

3. Pump according to claim 1 or 2, characterized in that each rotor ( 5 ) is graduated in such a way that the pressure-side section ( 18 ) of the rotor ( 5 ) has a smaller diameter than the suction-side section ( 17 ).

4. Pump according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the cavity ( 31 ) extends almost through the entire rotor ( 5 ).

5. Pump according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the rotor ( 5 ) consists of two sections ( 17 , 18 ), that the pressure-side section ( 18 ) is hollow and that the hollow inner space of the rotor section ( 18 ) together with the section ( 17 ) mounted on the suction side as a closure form the cavity ( 31 ) which is open on the bearing side.

6. Pump according to claim 4 or 5, characterized in that the shaft ( 6 ) is hollow and outside the half of the cavity ( 31 ) with the rotor ( 5 ) or its pressure-side portion ( 18 ) is connected.

7. Pump according to claim 6, characterized in that the hollow shaft ( 6 ) and the rotor ( 5 ) or its pressure-side section ( 18 ) are integrally formed.

8. Pump according to claim 6 or 7, characterized in that a fixed, the hollow shaft ( 6 ) penetrating the cooling tube ( 33 ) in the cavity ( 31 ) mün det.

9. Pump according to claim 8, characterized in that the cooling tube ( 33 ) is used to supply coolant to the cavity ( 31 ) and that the annular space between the hollow shaft ( 6 ) and cooling tube ( 33 ) is used to remove coolant.

10. Pump according to claim 9, characterized in that in the region of the bearing-side end of the annular space between the hollow shaft ( 6 ) and the cooling tube ( 33 ) a narrow point ( 39 ) is provided.

11. Pump according to claim 8, 9 or 10, characterized in that the cooling tube ( 33 ) consists of a poorly heat-conducting material.

12. Pump according to one of claims 1 to 5, characterized in that the shaft ( 6 ) passes through the cavity ( 31 ) and that in the annular space between the shaft ( 6 ) and the rotor ( 5 ) or rotor section ( 18 ) one on the housing ( 4 ) supporting cooling bush ( 51 ) protrudes.

13. Pump according to claim 11, characterized in that the cooling bush ( 51 ) is equipped with a coolant through which channels ( 52 ).

14. Pump according to claim 12 or 13, characterized in that the cooling bushing ( 51 ) is equipped with an external thread ( 54 ) with a pumping action directed in the direction of the pumping chamber.

15. Pump according to claim 12, 13 or 14, characterized in that the cooling bush ( 51 ) is equipped with an internal thread ( 56 ) with a in the direction of the bearing ( 7 ) directed pumping action.

16. Pump according to one of the preceding claims, characterized in that in the wall of the Ge housing ( 4 ) of the pump ( 1 ), namely at the height of the ro tor ( 5 ), through which a coolant flows channels ( 41 ) are provided .

17. Pump according to claim 16, characterized in that channels ( 42 ) through which coolant flows are also provided in the bearing-side region of the housing ( 4 ).

18. Pump according to one of the preceding claims, characterized in that a coolant pump ( 36 ) is present, the inlet via a Lei line system ( 38 ) with a in the pump housing ( 4 ) be sensitive coolant sump ( 37 ) and the outlet with the cooling tube ( 33 ) or the channels ( 52 ) in the cooling sleeve ( 51 ) or the channels ( 41 ) and / or ( 42 ) in the housing ( 4 ) in connection.

19. Pump according to claim 18, characterized in that sump ( 37 ) forms the line system ( 38 ) so that the inlet of the coolant pump ( 36 ) both in the horizontal and in the vertical position of the pump ( 1 ) with the sump ( 37 ) is related.

20. Pump according to one of the preceding claims, characterized in that the pump ( 1 ) by flowing coolant with the lubricant for the bearings ( 7 , 8 ) is identical.

21. Pump according to one of the preceding claims, characterized in that a housing bore ( 26 ) is provided which decreases the helical scoops in the height at which their cross section - be it by gradation and / or by changing the thread profile connects the outlet ( 27 ) and in which there is a check valve that opens when overpressure occurs.